CN204288210U - 一种基于通用串行总线隔离的车载系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于通用串行总线隔离的车载系统，所述基于通用串行总线隔离的车载系统连接于整车与外接设备之间，所述系统包括车载诊断模块、隔离模块和通用串行总线接口模块，其中，所述车载诊断模块的一端与所述整车相连，所述车载诊断设备的另一端与所述隔离模块的前端相连，所述隔离模块的后端与所述通用串行总线接口模块的一端相连，所述通用串行总线接口模块的另一端与所述外接设备相连。本实用新型提供的基于通用串行总线隔离的车载系统，以提高车载通用串行总线接口的耐压性和抗扰性，并保护外接设备不受损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆通信领域，具体涉及一种基于通用串行总线隔离的车载系统。
背景技术
随着车辆需求的发展和用户需求的提高，现代车辆集成的电子设备越来越复杂，从而衍生了多种总线接口，车载诊断设备能够通过这些总线接口采集车辆的工作数据，根据采集到的车辆的工作数据从而对车辆进行整改与维修。
其中，大多数车辆集成了通用串行总线(Universal Serial Bus，简称USB)接口，并将所述USB接口作为车载诊断设备与个人计算机(Personal Computer，简称PC)以及多媒体等设备的标准接口，该标准接口的标准统一、通信速率较快且支持热拔插，并能够作为电源提供最大500mA的电流，通过USB接口的连接，便可以为车载诊断设备进行供电或者在车载诊断设备与外接设备之间进行通信。
车载诊断设备通过长线束与车辆进行连接，这可能或造成电压漂移、瞬态干扰及噪声等问题，当车载诊断设备带有USB接口时，车载诊断设备通过USB接口与外接设备进行连接，然而，在车辆行驶过程中，车辆的电源线上会串入高达数百伏的瞬态电压，且车辆诊断设备及外接设备之间接地问题也可能产生地漂等问题，如果这些干扰和波动通过USB接口串入车载诊断设备或者外接设备，可能造成车载诊断设备与外接设备之间的通信终端甚至可能破坏外接设备，造成经济上的损失。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种基于通用串行总线隔离的车载系统，以提高车载通用串行总线接口的耐压性和抗扰性，提高车载诊断设备与外接设备之间的通信质量，并保护外接设备不受损坏。
本实用新型实施例提供了一种基于通用串行总线隔离的车载系统，所述基于通用串行总线隔离的车载系统连接于整车与外接设备之间，所述基于通用串行总线隔离的车载系统连接于整车与外接设备之间，所述系统包括车载诊断模块、隔离模块和通用串行总线接口模块，其中，
所述车载诊断模块的一端与所述整车相连，所述车载诊断模块的另一端与所述隔离模块的前端相连；
所述隔离模块的后端与所述通用串行总线接口模块的一端相连；
所述通用串行总线接口模块的另一端与所述外接设备相连。
进一步地，所述车载诊断模块包括接口电路、电源芯片和控制诊断单元，其中，
所述接口电路的第一输入端与所述整车相连，所述接口电路的第一输出端与所述电源芯片的输入端相连，所述接口电路的第二输出端与所述控制诊断单元的第一输入端相连，所述接口电路的第三输出端与第一接地端相连；
所述电源芯片的第一输出端分别与所述控制诊断单元的第一接口以及与所述隔离模块前端的相连，所述电源芯片的第二输出端与第一接地端相连；
所述控制诊断单元的第二接口与所述隔离模块的前端相连，所述控制诊断单元的第三接口与所述隔离模块的前端相连，所述控制诊断单元的输出端与第一接地端相连。
进一步地，所述接口电路为DB9接口。
进一步地，所述隔离模块的前端包括第四接口、第五接口、第六接口和前端的输出端，其中，
所述第四接口分别与所述电源芯片的第一输出端以及所述控制诊断单元的第一接口相连；所述第五接口通过一对第一差分信号线与所述控制诊断单元的第二接口相连；所述第六接口与所述控制诊断单元的第三接口相连；所述隔离模块前端的输出端与第一接地端相连。
进一步地，所述隔离模块的后端包括后端的输入端、第七接口和后端的输出端，所述通用串行总线接口模块的一端包括所述串行总线接口模块的第一输出端、第八接口和所述串行总线接口模块的第二输出端，其中，
所述隔离模块后端的输入端与所述通用串行总线接口模块的第一输出端相连，所述第七接口通过一对第二差分信号线与所述通用串行总线接口模块的第八接口相连，所述隔离模块后端的输出端以及所述通用串行总线接口模块的第二输出端分别与第二接地端相连。
进一步地，所述接口电路的第一输入端通过车载自动系统线束与所述整车相连。
进一步地，所述通用串行总线接口模块的第一输出端向所述隔离模块后端的输入端输入5V的电压。
进一步地，所述接口电路的第二输出端通过通信总线与所述控制诊断单元的第一输入端相连。
本实用新型实施例提供的通用串行总线隔离的车载系统，通过将隔离模块的前端与车载诊断模块相连，将隔离模块的后端与通用串行总线接口模块相连，通过通用串行总线接口模块与外接设备相连，通过隔离模块将整车系统的电源和信号线与外接设备进行隔离，防止电压漂移、瞬态干扰等损坏外接设备，提高车载通用串行总线接口的耐压性和抗干扰性，提高车载诊断设备与外接设备之间的通信质量。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的基于通用串行总线隔离的车载系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
图1是本实用新型实施例提供的基于通用串行总线隔离的车载系统的结构图。如图1所示，所述基于通用串行总线隔离的车载系统可用于车载系统中，以提高车载诊断模块与外接设备之间的通信质量，并保护外接设备不受损坏，所述基于通用串行总线隔离的车载系统连接于整车与外接设备之间，所述系统包括车载诊断模块11、隔离模块12和通用串行总线(USB)接口模块13。
所述车载诊断模块11的一端与所述整车(图1中未示出)相连，所述车载诊断模块12的另一端与所述隔离模块12的前端相连，所述隔离模块12的后端与所述USB接口模块13的一端相连，所述USB接口模块13的另一端与所述外接设备(图1中未示出)相连。
所述车载诊断模块12采集整车电源以及整车工作时的信息，对所述采集到的整车工作时的信息进行处理或者直接通过USB接口模块13输出到外接设备，所述外接设备可以是移动终端、便携式设备或PC等，在本实施例中，将车载诊断模块11与隔离模块12的前端相连，将USB接口模块13与隔离模块12的后端相连，所述隔离模块12的前端采用车载诊断模块11采集到的整车电压进行供电，所述隔离模块12的后端采用USB接口模块13输入的电压进行供电，所述USB接口模块13输入的电压为外接设备输入的电压，隔离模块12的前端和后端通过使用不同的电压供电，从而保证车载诊断模块11与隔离模块12的前端通信的电平以及隔离模块12的后端与外接设备的通信电平上相互不干扰，此外，所述隔离模块12的前端和后端分别与第一接地端和第二接地端相连，所述第一接地端为车载系统隔离模块12的前端回路的接地端，所述第二接地端为车载系统隔离模块12的后端回路的接地端，从而保证车载系统隔离模块12的前端回路中产生的瞬态干扰以及地漂等被有效的隔离在车载系统中隔离模块12的前端，从而提高车载通用串行总线接口的耐压性和抗扰性，提高车载诊断模块11与外接设备之间的通信质量，并且保护外接设备不受损坏。
具体地，所述车载诊断模块11包括接口电路111、电源芯片112和控制诊断单元113。
所述接口电路111的第一输入端与所述整车相连，所述接口电路111的第一输出端与所述电源芯片112的输入端相连，所述接口电路111的第二输出端与所述控制诊断单元113的第一输入端相连，优选的，所述接口电路111的第二输出端通过通用总线与所述控制诊断单元113的第一输入端相连，所述接口电路111的第三输出端与第一接地端相连，所述电源芯片的第一输出端分别与所述控制诊断单元的第一接口以及与所述隔离模块前端的第四接口相连，所述电源芯片的第二输出端与第一接地端相连，所述控制诊断单元113的第二接口通过一对第一差分信号线USB1+和USB1-与所述隔离模块12前端的第五接口相连，所述控制诊断单元113的第三接口与所述隔离模块12前端的第六接口相连，所述控制诊断单元113的输出端与第一接地端相连。
优选的，所述接口电路111的第一输入端通过车载自动系统(OBD)线束14与所述整车相连，优选的，所述接口电路111为DB9接口。由于DB9接口在车载总线方面有较为固定的线序定义，通用性好，其9线制的线束能够满足车载诊断模块11与所述整车之间的通信连接，且该DB9接口的可通过螺纹对插件进行固定，增加了线束连接的稳定性，所述车载总线可以为控制器局域网络总线(Controller Area Network，简称CAN)或本地互连网络总线(LocalInterconnect Network，简称LIN)。因此，车载诊断模块11通过DB9接口与OBD线束连接的整车相连，从而使得车载诊断模块11接入整车网络，采集所述整车的电源以及整车工作时的信息。
所述接口电路111的第一输出端将所述整车电源输入到所述电源芯片112，所述电源芯片112将整车电源转化为适合所述车载诊断模块11的工作电压，使得车载诊断模块11能够对采集到的整车工作时的信息进行处理，例如：对所述采集到的整车工作时的信息进行存储和发送等，同时提供车载诊断模块11与隔离模块12的前端进行通信的电平，所述电平可以根据所述车载诊断模块11的需要进行调整，例如3.3V等通信电平，所述车载诊断模块11采集整车工作时的信息，将所述信息进行处理后传输至外接设备。
所述隔离模块12包括前端和后端，所述前端包括第四接口、第五接口、第六接口和前端的输出端，所述后端包括后端的输入端、第七接口和后端的输出端。优选的，所述隔离模块12包括芯片级USB隔离器，还包括一些外围电路，优选的，所述芯片级USB隔离器为ADuM3160隔离器，该隔离器体积小，可支持全速USB通信，比一般的隔离线圈速率更快，同时可以侦测数据流向，从而控制输出状态，便于管理。
所述隔离模块12的前端的第五接口通过一对第一差分信号线USB1+和USB1-与所述控制诊断单元113的第二接口相连，从而增强所述通用串行总线隔离的车载系统的抗干扰性。所述隔离模块12的前端的第六接口与控制诊断单元113的第三接口相连，所述控制诊断单元113的第三接口包含控制引脚，所述控制引脚可以对所述隔离模块12进行配置(例如：配置USB通信速率为全速或低速)。
所述隔离模块12前端的输出端与第一接地端相连，可能会引入整车上的地漂，达±1V，通过隔离地，保证车载系统中隔离模块12的前端回路中的瞬态干扰及地漂等被有效阻隔在车载系统中隔离模块12的前端，可有效保护后端通信的USB接口模块13。
所述隔离模块12后端的输入端与所述USB接口模块13的第一输出端相连，通过外接设备提供所述隔离模块12的后端与外接设备的工作电压，优选的，所述USB接口模块13的第一输出端向所述隔离模块12后端的输入端输入5V的电压，所述隔离模块12后端的第七接口通过一对第二差分信号线USB2+和USB2-与所述USB接口模块13的第八接口相连，所述隔离模块12后端的输出端以及所述USB接口模块13的第二输出端分别与第二接地端相连，所述隔离模块12的后端与所述USB接口模块13形成回路。所述USB接口模块13用于与外接设备之间进行通信，从而将车载诊断模块11获得的车载系统的诊断信息传输至外接设备。
本实用新型实施例提供的通用串行总线隔离的车载系统，通过DB9接口与整车OBD线束相连，降低了成本并且提高了车载诊断模块和整车OBD线束连接的可靠性，通过隔离模块将整车电源及信号线与外接设备进行隔离，提高车载通用串行总线接口的耐压性和抗扰性，提高车在诊断模块与外接设备之间的通信质量，并保护外接设备不受损坏，且所述隔离模块包括ADuM3160隔离器，所述隔离模块的体积小、通信速率较快、前端与后端的通信电平不一致，增加了车载诊断模块在控制诊断单元的扩展性，且通过隔离模块的前端和后端分别供电的方式，节省了电源隔离芯片，有效地减少车载诊断模块的电路尺寸与车载诊断模块的成本，使得车载诊断模块更加安全及小型化。
值得注意的是，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的构思和原则的前提下所做的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于通用串行总线隔离的车载系统，所述基于通用串行总线隔离的车载系统连接于整车与外接设备之间，其特征在于，所述系统包括车载诊断模块、隔离模块和通用串行总线接口模块，其中，
所述车载诊断模块的一端与所述整车相连，所述车载诊断模块的另一端与所述隔离模块的前端相连；
所述隔离模块的后端与所述通用串行总线接口模块的一端相连；
所述通用串行总线接口模块的另一端与所述外接设备相连。
2.根据权利要求1所述的基于通用串行总线隔离的车载系统，其特征在于，所述车载诊断模块包括接口电路、电源芯片和控制诊断单元，其中，
所述接口电路的第一输入端与所述整车相连，所述接口电路的第一输出端与所述电源芯片的输入端相连，所述接口电路的第二输出端与所述控制诊断单元的第一输入端相连，所述接口电路的第三输出端与第一接地端相连；
所述电源芯片的第一输出端分别与所述控制诊断单元的第一接口以及与所述隔离模块前端的相连，所述电源芯片的第二输出端与第一接地端相连；
所述控制诊断单元的第二接口与所述隔离模块的前端相连，所述控制诊断单元的第三接口与所述隔离模块的前端相连，所述控制诊断单元的输出端与第一接地端相连。
3.根据权利要求2所述的基于通用串行总线隔离的车载系统，其特征在于，所述接口电路为DB9接口。
4.根据权利要求2所述的基于通用串行总线隔离的车载系统，其特征在于，所述隔离模块的前端包括第四接口、第五接口、第六接口和前端的输出端，其中，
所述第四接口分别与所述电源芯片的第一输出端以及所述控制诊断单元的第一接口相连；所述第五接口通过一对第一差分信号线与所述控制诊断单元的第二接口相连；所述第六接口与所述控制诊断单元的第三接口相连；所述隔离模块前端的输出端与第一接地端相连。
5.根据权利要求1所述的基于通用串行总线隔离的车载系统，其特征在于，所述隔离模块的后端包括后端的输入端、第七接口和后端的输出端，所述通用串行总线接口模块的一端包括所述串行总线接口模块的第一输出端、第八接口和所述串行总线接口模块的第二输出端，其中，
所述隔离模块后端的输入端与所述通用串行总线接口模块的第一输出端相连，所述第七接口通过一对第二差分信号线与所述通用串行总线接口模块的第八接口相连，所述隔离模块后端的输出端以及所述通用串行总线接口模块的第二输出端分别与第二接地端相连。
6.根据权利要求2所述的基于通用串行总线隔离的车载系统，其特征在于，所述接口电路的第一输入端通过车载自动系统线束与所述整车相连。
7.根据权利要求5所述的基于通用串行总线隔离的车载系统，其特征在于，所述通用串行总线接口模块的第一输出端向所述隔离模块后端的输入端输入5V的电压。
8.根据权利要求2所述的基于通用串行总线隔离的车载系统，其特征在于，所述接口电路的第二输出端通过通信总线与所述控制诊断单元的第一输入端相连。
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| CN201420821950.6U CN204288210U (zh) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | 一种基于通用串行总线隔离的车载系统 |
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| CN201420821950.6U CN204288210U (zh) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | 一种基于通用串行总线隔离的车载系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116406081A (zh) * | 2023-06-06 | 2023-07-07 | 江苏英拓动力科技有限公司 | 一种车辆控制器电路板及应用该电路板的车辆控制器 |
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